JP6233698B2 - ベルト装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動ローラでベルトを回転駆動するベルト装置、並びに、そのベルト装置を備えた定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、ローラ形状の加熱部材と、パッドやローラなどの支持部材と、それらの加熱部材及び支持部材に架け渡されたベルトと、回転駆動可能な駆動ローラ（加圧ローラ）とを備えた定着装置が知られている（例えば特許文献１参照）。駆動ローラは、その軸方向の一端部に設けられた被駆動ギアなどを介して回転駆動力が伝達される。ベルトは、駆動ローラに従動して回転するとともに、加熱部材で加熱される。また、駆動ローラは、ベルトをバックアップする支持ローラとの距離方向に移動可能に構成され、ベルトを挟んで支持部材に向けて加圧され、ベルトの支持部材でバックアップされている部分の外周面に圧接する。これにより、ベルトの支持部材に支持されている部分と駆動ローラとが所定の圧力で互いに圧接する定着ニップが形成され、この定着ニップを記録部材が通過することにより、記録媒体上の画像が熱と圧力で定着される。

上記特許文献１には、次のようなベルトの蛇行を防止する蛇行抑制ローラも開示されている。この蛇行抑制ローラは、上記ベルトの移動方向における定着ニップの上流側において、ベルトの支持部材に巻き付いている部分の幅方向端部に対して圧接するように設けられている。蛇行抑制ローラの外周面は、ベルト幅方向における外側ほど径が大きくなるようなテーパー形状を有している。

一般に、ベルトを用いる定着装置では、ベルトが回転するときに幅方向にずれる蛇行が発生するおそれがある。ベルトの蛇行はベルトの破損の原因にもなり得る。このベルトの蛇行の原因の１つとして、次のような定着ニップにおける幅方向の圧接力の傾き（「定着荷重の偏差」ともいう。）がある。前述の駆動ローラ（加圧ローラ）は、軸方向の一端部に設けられた被駆動ギアを介して、駆動源側から回転駆動力が伝達される。この被駆動ギアにおける駆動源側の駆動ギアの噛み合い位置によっては、駆動ローラの被駆動ギアが設けられた一端部側がベルト側に近づく向きの力や、逆に、その駆動ローラの一端部側がベルトから遠ざかる向きの力が発生する場合がある。このような力が駆動ローラの一端部側に発生すると、その一端部側で駆動ローラが定着ベルトを押圧する力が他端部側よりも大きくなったり小さくなったりする。このため、定着ニップの幅方向において駆動ローラと定着ベルトとが圧接する圧接力が、駆動ローラの回転駆動力が伝達される一端部側に近いほど大きくなったり小さくなったりするので、定着ニップの幅方向において圧接力の傾きが発生する。この定着ニップの幅方向における圧接力の傾きにより、定着ニップを通過するベルトに蛇行が発生するおそれがある。

しかしながら、特許文献１の定着装置では、駆動ローラ（加圧ローラ）の一端部に回転駆動力を伝達する構成にした場合、前述の定着ニップの幅方向における圧接力の傾き自体は発生してしまう。そのため、この圧接力の傾きによるベルトの蛇行を上記蛇行抑制部材で防止しきれないおそれがある。

なお、上記圧接力の傾きによるベルトの蛇行を上記蛇行抑制部材で防止しきれないという問題は、前述の定着装置に限らず、ベルトの支持部材で支持されている部分の外周面に駆動ローラを接触させた構成のベルト装置において発生し得るものである。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、次のようなベルト装置を提供することである。すなわち、ベルトの支持部材で支持されている部分の外周面と駆動ローラとが接するニップに所定の圧接力を発生させるとともに、駆動ローラの一端部に回転駆動力を伝達することによるベルトの蛇行をより確実に防止できるベルト装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の支持部材に回転可能に支持されたベルトと、前記ベルトを挟んで前記複数の支持部材のいずれかに対向するように設けられ軸方向における一方の端部に回転駆動力が伝達される駆動ローラと、を備えたベルト装置であって、前記複数の支持部材のうち前記駆動ローラに対向する対向支持部材との距離方向に該駆動ローラの回転軸心の位置が変化しないように該駆動ローラの軸方向の端部を保持する駆動ローラ保持手段と、前記対向支持部材を該駆動ローラとの距離方向に進退移動可能に保持する対向支持部材保持手段と、前記対向支持部材を前記駆動ローラに向かう方向に付勢する付勢手段と、を備え、前記複数の支持部材のうち前記駆動ローラに対向しない非対向支持部材は、回転可能なローラ形状を有する部材であり、前記非対向支持部材の回転軸心の位置が変化しないように該非対向支持部材の軸方向の端部を保持する非対向支持部材保持手段を備え、前記駆動ローラ保持手段、前記対向支持部材保持手段及び前記非対向支持部材保持手段は、前記駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて該駆動ローラと前記非対向支持部材と前記対向支持部材とを一体部品で保持するように構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、ベルトの支持部材で支持されている部分の外周面と駆動ローラとが接するニップに所定の圧接力を発生させるとともに、駆動ローラの一端部に回転駆動力を伝達することによるベルトの蛇行をより確実に防止できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図。 本発明の実施形態に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図。 従来例に係る定着装置における加熱ローラ、定着ステー及び加圧ローラそれぞれの両端における保持機構を示す説明図。 加圧ローラ及び加熱ローラを駆動する駆動伝達系の説明図。 従来例に係る定着装置における加圧ギアに発生する駆動力の説明図。 ギアのレイアウトの説明図。 本発明の実施形態（実施形態１）に係る定着装置における加熱ローラ、定着ステー及び加圧ローラそれぞれの両端における保持機構を示す説明図。 本発明の他の実施形態（実施形態２、３）に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図。 実施形態２に係る図８の定着装置における加熱ローラ、定着ステー及び加圧ローラそれぞれの両端における保持機構を示す説明図。 実施形態３に係る図８の定着装置における加熱ローラ、定着ステー及び加圧ローラそれぞれの両端における保持機構を示す説明図。 本発明の更に他の実施形態（実施形態４）に係る定着装置の主要部の概略構成を示す断面図。 本発明の更に他の実施形態に係る定着装置における加熱ローラ、定着ステー及び加圧ローラそれぞれの両端における保持機構を示す説明図。 図１２の形状の共通保持部材によって加圧ローラの軸心位置が固定にされる理由を示す説明図。 定着パッドと定着ベルトとの間の摩擦Ｎ及び加圧ローラの半径Ｒの説明図。 本発明の実施形態に係る定着装置における定着パッドの一構成例を示す斜視図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。なお、本実施形態では、画像形成装置がプリンタである場合について説明するが、本発明は、プリンタ以外の、複写機、ファクシミリ装置、複合機などの他の画像形成装置にも適用できる。

図１において、本実施形態に係る画像形成装置は、一般的な電子写真方式の作像プロセスに従って画像を形成するタンデム型の電子写真方式のカラー画像形成装置の例である。この画像形成装置は、光書込手段（露光手段）としての書込装置１と、互いに異なる４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のトナーが封入された画像形成部としてのプロセスカートリッジ２とを備えている。トナーとしては、例えば外添剤としてオイル含有シリカを含むトナーを用いることができる。更に、この画像形成装置は、一次転写手段としての一次転写装置３、記録媒体供給手段としての給紙装置４、二次転写手段としての二次転写装置５、定着手段としての定着装置６、記録媒体排出手段としての排紙ローラ７などを備えている。一次転写装置３は、プロセスカートリッジ２で形成されたトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト上に重ね合わせる。二次転写装置５は、一次転写装置３で転写された中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体としての用紙に転写し、給紙装置４は、用紙を積載するとともに、二次転写装置５による転写位置に用紙を供給する。定着装置６は、用紙上のトナー像を定着させ、排紙ローラ７は、トナー像の定着後の用紙を排出する。一次転写装置３、給紙装置４、二次転写装置５及び定着装置６はそれぞれ、装置本体に対して着脱可能なユニットとして構成され、一次転写ユニット、給紙ユニット、二次転写ユニット及び定着ユニットとも呼ばれる。

図２は、本発明の実施形態に係る定着装置６の主要部の概略構成を示す断面図である。
定着装置６は、非対向支持部材（加熱部材）としての加熱ローラ６２と、対向支持部材としての定着パッド６３と、対向支持部材保持手段としての定着ステー６４と、定着ベルト６５と、駆動ローラとしての加圧ローラ６６とを備えている。加熱ローラ６２は、定着ニップを加熱する熱を発生する熱源としてのヒータ６１を内包している。定着ステー６４は、加圧ローラ６６と対向する方向に沿って定着パッド６３を進退移動可能に保持し、加圧による変形を防止するため所定の剛性を有する。加圧ローラ６６は、軸方向における一方の端部に回転駆動力が伝達され、定着ベルト６５を挟んで定着パッド６３と圧接する。定着ベルト６５は、加熱ローラ６２及び定着パッド６３を内包し、加圧ローラ６６との間に用紙が通過する定着ニップを形成するように、定着パッド６３及び加熱ローラ６２に回転可能に支持されている。

図２の定着装置６において、加圧ローラ６６を矢印Ａの方向に回転駆動させることにより、定着ベルト６５は定着パッド６３と摺擦しながら矢印Ｂの方向に従動回転する。なお、定着パッド６３には、定着ベルト６５の摺動性を向上させるために低摩擦係数のシート部品を取り付けてもよい。

図３は、従来例に係る定着装置における加熱ローラ、定着ステー及び加圧ローラそれぞれの両端における保持機構を示す説明図である。
図３において、定着ステー６４は、定着装置６のフレーム（以下「定着フレーム」という。）６７に設けられたステー保持穴６７１により一義的に固定される。加圧ローラ６６は、加圧ローラ軸受６６１を介して加圧保持穴６７２に保持される。加圧ローラ軸受６６１は、加圧保持穴内を矢印Ｃの方向に進退移動可能となっている。支点６８１を中心に回転可能な加圧レバー６８は加圧バネ６８２によって加圧ローラ軸受６６１と当接・付勢し、定着パッド６３に定着荷重を印加する。加圧ローラ６６はゴム層を有しており、定着パッド６３に圧接してゴム層が所定量変形して加圧ローラ６６の位置が決まる。一方、加熱ローラ６２は加熱ローラ軸受６２１を介して加熱保持穴６７３に保持される。加熱ローラ軸受６２１は、加熱保持穴内を矢印Ｄの方向に移動可能になっている。加熱ローラ軸受６２１と定着ステー６４との間には張力印加部材としてのベルトテンションバネ６８２１が設けられ、所定のベルトテンションを印加する。

図４は、加圧ローラ６６及び加熱ローラ６２を駆動する駆動伝達系の説明図である。図示しない装置本体側の駆動ギヤから伝達されてくる回転駆動力により、中継ギアとしてのアイドラギヤ６９１を介して被駆動ギアとしての加圧ギヤ６６２が駆動される。また、加熱ローラ６２の被駆動ギアとしての加熱ギヤ６９２は、中継ギアとしてのアイドラギヤ６９１、６９２を介して駆動される。

図５は、従来例に係る定着装置における加圧ギア６６２に発生する駆動力の説明図である。
図５において、加圧ギヤ６６２は、矢印Ｅの方向（ギヤ６６２，６９１の回転軸心間を結ぶ線の垂線からギヤの圧力角：２０度だけ傾いた方向）に駆動力が印加される。この駆動力は、水平方向の分力Ｅｘと垂直方向分力Ｅｙとに分解できる。分力Ｅｘは定着荷重の印加方向Ｆと同じなので、駆動側は定着荷重に加えてギヤの駆動力の水平方向分力が印加されるため、ギヤがある側と無い側とで定着荷重に偏差が発生する。荷重に偏差が生じると、定着ベルト６５の駆動力に幅方向における左右偏差が発生するので、ベルト蛇行が発生する。このベルト蛇行の現象を発生させない方法として、次の（１）〜（３）の方法が考えられる。
（１）ギヤ駆動力方向Ｅが垂直方向（定着ニップに向かう水平方向に垂直な鉛直方向）になるようなギヤレイアウトにする。
（２）強制的に定着ベルトの蛇行を規制する部品を追加する。
（３）駆動力の水平方向の分力Ｅｘを見込んでギヤがある側の定着荷重を小さくする。

しかしながら、上記（１）の方法では、ギヤレイアウトの制約が大きくなる。すなわち、ギヤの圧力角を２０度とすると、図６に示すように線Ｇ上にギヤを配置する必要がある。その上、部品精度のバラツキで位置がずれると、少なからず分力Ｅｘが発生する。また、上記（２）の方法ではコストアップする。また上記（３）の方法では、後述するように駆動力が加圧ローラ６６を駆動するトルクに依存するので、トルクの初期バラツキや経時変動の発生により少なからず分力Ｅｘが発生する。

そこで、本実施形態では、以下に示すように定着装置６を構成した。
図７は、本発明の実施形態（実施形態１）に係る定着装置６における加熱ローラ６２、定着ステー６４及び加圧ローラ６６それぞれの両端における保持機構を示す説明図である。この定着装置６は、複数の支持部材としての定着パッド（対向支持部材）６３と加熱ローラ（非対向支持部材）６２とに回転可能に支持された定着ベルト６５を有する次のようなベルト装置を備える。このベルト装置は、定着ベルト６５を挟んで複数の支持部材のうち定着パッド（対向支持部材）６３に対向するように設けられ軸方向における一方の端部に回転駆動力が伝達される加圧ローラ６６を更に有する。

図７において、定着フレーム６７に設けられた加圧保持穴６７２は、加圧ローラ軸受６６１と嵌合している。加圧ローラ軸受６６１としては、Ｃ字型のすべり軸受が好ましい。また、定着フレーム６７に設けられたステー保持穴６７１は、ステー保持部材６４１を介して定着ステー６４を図中矢印Ｈの方向に進退移動可能に保持している。支点６８１を中心に回転可能な加圧レバー６８は、加圧バネ６８２によって定着ステー６４と当接・付勢して定着荷重を印加している。一方、加熱ローラ６２は加熱ローラ軸受６２１を介して加熱保持穴６７３に保持される。加熱ローラ軸受６２１としては、Ｃ字型のすべり軸受が好ましい。加熱ローラ軸受６２１は、加熱保持穴内を矢印Ｄの方向に移動可能になっている。加熱ローラ軸受６２１と定着ステー６４との間にはベルトテンションバネ６８２１が設けられ、所定のベルトテンションを印加する。

図７の定着装置６において、定着パッド６３との距離方向に加圧ローラ６６の回転軸心の位置が変化しないように加圧ローラ６６の軸方向の端部を保持する駆動ローラ保持手段を備える。この駆動ローラ保持手段は、定着フレーム６７の加圧保持穴６７２と加圧ローラ軸受６６１とを用いて構成されている。また、定着パッド６３を加圧ローラ６６との距離方向に進退移動可能に保持する対向支持部材保持手段は、定着ステー６４と定着フレーム６７のステー保持穴６７１とを用いて構成されている。また、加圧ローラ６６に向かう方向に定着パッド６３を付勢する付勢手段は、加圧レバー６８と加圧バネ６８２とを用いて構成されている。

図７の構成であれば、加圧ローラ６６の軸心位置は固定されているので、装置本体側の駆動ギヤの駆動力が加圧ギヤ６６２に印加されても、その駆動力を加圧ローラ軸受６６１が受け止め、定着パッド６３に荷重はかからない。定着荷重は加圧レバー６８が定着ステー６４を付勢する荷重のみで形成される。そのため、加圧ローラ６６の一方の端部におけるギヤの駆動力によるベルト幅方向における定着荷重の偏差が発生しないので、定着ベルト６５が蛇行しにくい定着装置６を提供できる。

図８は、本発明の他の実施形態（実施形態２、３）に係る定着装置６の主要部の概略構成を示す断面図である。なお、図８において、図２と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。本実施形態の定着装置６において、図２との違いは、定着ベルト６５にテンションを印加するテンションローラ６８３が設けられている点である。

図９は、実施形態２に係る図８の定着装置６における加熱ローラ６２、定着ステー６４及び加圧ローラ６６それぞれの両端における保持機構を示す説明図である。なお、図９において、図７と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。また、説明の便宜上、以下の図では加圧レバー６８を省略するが、前述の図７と同様に加圧レバー６８によって定着ステー６４は加圧ローラ６６に向かって付勢されている。

図９の定着装置６において、図７との違いは、加熱保持穴６７３と加熱ローラ軸受６２１とが嵌合している点と、テンションローラ保持部材６８４を介して図中矢印Ｊ方向に進退移動可能に張力印加部材としてのテンションローラ６８３を保持した点である。加熱保持穴６７３と加熱ローラ軸受６２１とを嵌合させることで、加熱ローラ軸受６２１の位置が固定される。これにより、加圧ローラ６６と定着ステー６４と加熱ローラ６２との間の平行度が向上し、その平行度の悪化によるベルト蛇行を抑制することができる。なお、図９の構成において、加熱ローラ６２の回転軸心の位置が変化しないように加熱ローラ６２の軸方向の端部を保持する非対向支持部材保持手段は、定着フレーム６７の加熱保持穴６７３と加熱ローラ軸受６２１とを用いて構成されている。

図１０は、実施形態２に係る図８の定着装置６における加熱ローラ６２、定着ステー６４及び加圧ローラ６６それぞれの両端における他の保持機構を示す説明図である。なお、図１０において、図７及び図９と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

図１０の定着装置６において、図７との違いは、テンションローラ保持部材６８４を介して図中矢印Ｊ方向に進退移動可能にテンションローラ６８３を保持した点と、加圧ローラ６６及び定着ステー６４を同一の共通保持部材６６３で保持している点である。本実施形態では、１つの共通保持部材６６３で加圧ローラ６６及び定着ステー６４それぞれの位置を決めるので、個別に保持部品を設けて保持するよりも加圧ローラ６６及び定着ステー６４の位置精度が向上し、定着ベルト６５のベルト寄りを低減できる。なお、加圧ローラ６６及び定着ステー６４それぞれの両端部を保持する共通保持部材６６３を同じ形状の部品とした。これにより、両端部間での共通保持部材６６３の部品精度による加圧ローラ６６と定着ステー６４との間の平行度の悪化を無くすことができる。

図１１は、本発明の更に他の実施形態（実施形態４）に係る定着装置６の主要部の概略構成を示す断面図である。なお、図１１において、図２及び図８と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。本実施形態の定着装置６において、図８との違いは、ベルトテンションを張力印加部材としての板バネ６８５により印加している点である。テンションローラよりも板バネの方が熱容量が小さいので省エネ化を図ることができる。

なお、板バネ６８５は、定着ベルト６５の画像の定着に用いられない非定着面に当接させるのが好ましい。また、板バネ６８５の当接圧は、定着ベルト６５の幅方向における中央より両端側を大きくするのが好ましい。

図１２は、本発明の更に他の実施形態に係る定着装置６における加熱ローラ６２、定着ステー６４及び加圧ローラ６６それぞれの両端における保持機構を示す説明図である。なお、図１２において、図７及び図９と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図１２の例では、加圧ローラ６６、定着ステー６４及び加熱ローラ６２のすべてを同一の共通保持部材６６４で保持している。このため、３部品（加圧ローラ６６、定着ステー６４、加熱ローラ６２）の間の平行度を向上することができ、ベルト蛇行が更に発生しにくい。一方で、加圧ローラ６６は完全に嵌合しているわけではなく、図中矢印Ｋの方向に進退移動可能になっている。

図１３は、図１２の形状の共通保持部材６６４によって加圧ローラ６６の軸心位置が固定にされる理由を示す説明図である。
図１３において、加圧ローラ６６には、定着荷重とギヤ駆動力とがそれぞれＦ、Ｅの方向に印加されている。ギヤ駆動力Ｅの水平方向分力Ｅｘと定着荷重Ｆとを比較して、定着荷重Ｆの方が大きければ、加圧ローラ６６は図１２の共通保持部材６６４の右端に位置する加圧保持穴６７２の内壁面に押し付けられ、一義的に位置が決まる。一方で、加圧ローラ６６の駆動トルクをＴとし、加圧ギヤ６６２のピッチ円半径をｒとし、水平方向とギア駆動力の方向とのなす角をθとすると、ギヤ駆動力の水平方向分力Ｅｘについては次の（１）式が成り立つ。
Ｅｘ＝Ｅ×ｃｏｓθ
＝（Ｔ／ｒ）×ｃｏｓθ ・・・（１）

さらに、図１４に示すように定着パッド６３と定着ベルト６５との間の摩擦係数をμとし、加圧ローラ６６の半径をＲとすると、加圧ローラ６６の駆動トルクＴは次の（２）のようになる。
Ｔ＝Ｎ×Ｒ＝μ×Ｆ×Ｒ ・・・（２）

上記（２）式を上記（１）式に代入すると、次の（３）式のようになる。
Ｅｘ＝μ×Ｆ×（Ｒ／ｒ）×ｃｏｓθ ・・・（３）

Ｆ＞Ｅｘとなる条件は、次の（４）式の条件であり、両辺にｒ／Ｆを乗じると、（５）式が得られる。
Ｆ＞μ×Ｆ×（Ｒ／ｒ）×ｃｏｓθ ・・・（４）
ｒ＞μ×Ｒ×ｃｏｓθ ・・・（５）

ここで、一般的なグリス潤滑における摩擦係数は０．１程度であり、またｃｏｓθ＜１なので、次の（６）式を満たすように加圧ギヤ６６２のピッチ円半径ｒに設定すれば、加圧ローラ６６の軸心位置は固定される。その結果、平行度悪化によるベルト蛇行が更に少ない定着装置を提供できる。
ｒ＞０．１×Ｒ ・・・（６）

図１５は、本発明の実施形態に係る定着装置における定着パッド６３の一構成例を示す斜視図である。
図１５において、定着パッド６３は、ニップ形成部６３１と蛇行規制部６３２と座屈防止部６３３とを有する。ニップ形成部６３１は、定着ベルト６５を挟んで加圧ローラ６６と圧接し定着ニップを形成する。蛇行規制部６３２は、定着ベルト６５の蛇行を規制する。座屈防止部６３３は、蛇行した定着ベルト６５が蛇行規制部６３２に突き当たったときに定着ベルト６５の内側と接して定着ベルト６５の座屈を防止する。また、定着パッド６３の材料はガラス無しＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂とした。なお、ＰＰＳ樹脂の代わりにＰＡＩ（ポリアミドイミド）樹脂を用いてもよい。一方、定着ベルト６５の材質は、基材：ＰＩ（ポリイミド）樹脂、弾性材：シリコンゴム、表層材：ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂とした。

表１は、前述の従来例の定着装置及び本実施形態１，２，３，４の定着装置それぞれを備えた画像形成装置で実施した実通紙試験の結果を示す。実通紙試験では、定着ベルト６５のベルト蛇行により破損するまでの印刷枚数をカウントした。また、画像面積率が５％のチャートを用いて、片面印刷３枚を繰り返し印刷した。表１に示すように、本実施形態１，２，３，４の定着装置では従来例よりも破損にいたるまでの印刷枚数が多い結果が得られた。

なお、上記各実施形態では、熱源としてのヒータ６１を加熱ローラ６２に設けた例について説明したが、加熱ローラ６２内のヒータ６１の代わりに又はそれに加えて、加圧ローラ６６や定着ステー６４にヒータを設けてもよい。また、定着ニップを加熱する熱を発生するものであれば他の熱源を用いてもよい。
また、上記各実施形態では、加圧ローラ（駆動ローラ）に対向する対向支持部材が定着パッドである例について説明したが、本発明は、上記対向支持部材が定着パッド以外のローラなどである場合にも適用できる。
また、上記各実施形態では、定着ベルト６５を用いた定着装置について説明したが、本発明は、定着装置に限らず、ベルトの支持部材で支持されている部分の外周面に駆動ローラを接触させた構成のベルト装置であれば同様に適用できるものである。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
加熱ローラ６２及び定着パッド６３などの複数の支持部材に回転可能に支持された定着ベルト６５などのベルトと、ベルトを挟んで定着パッド６３などの複数の支持部材のいずれかに対向するように設けられ軸方向における一方の端部に回転駆動力が伝達される加圧ローラ６６などの駆動ローラと、を備えたベルト装置であって、前記複数の支持部材のうち駆動ローラに対向する定着パッド６３などの対向支持部材との距離方向に駆動ローラの回転軸心の位置が変化しないように駆動ローラの軸方向の端部を保持する定着フレーム６７の加圧保持穴６７２及び加圧ローラ軸受６６１などの駆動ローラ保持手段と、対向支持部材を駆動ローラとの距離方向に進退移動可能に保持する定着ステー６４及び定着フレーム６７のステー保持穴６７１などの対向支持部材保持手段と、対向支持部材を駆動ローラに向かう方向に付勢する加圧レバー６８及び加圧バネ６８２などの付勢手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルトを支持する対向支持部材との距離方向に駆動ローラの回転軸心の位置が変化しないように駆動ローラの軸方向の端部を保持している。これにより、駆動ローラの一端部に回転駆動力を伝達するときに駆動ローラの回転軸心の位置が対向支持部材との距離方向に変化しない。従って、駆動ローラとベルトとが互いに圧接するニップのベルト幅方向において圧接力の傾きが発生せず、その圧接力の傾きによるベルトの蛇行をより確実に防止できる。また、駆動ローラへの回転駆動力の伝達の影響を受けない対向支持部材を駆動ローラに向かう方向に付勢することにより、対向支持部材で支持されたベルトと駆動ローラとが互いに圧接するニップに所定の圧接力を発生させることができる。よって、ベルトの支持部材で支持されている部分の外周面と駆動ローラとが接するニップに所定の圧接力を発生させるとともに、駆動ローラの一端部に回転駆動力を伝達することによるベルトの蛇行をより確実に防止できる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記複数の支持部材のうち駆動ローラに対向しない加熱ローラ６２などの非対向支持部材は、回転可能なローラ形状を有する部材であり、非対向支持部材の回転軸心の位置が変化しないように非対向支持部材の軸方向の端部を保持する定着フレーム６７の加熱保持穴６７３及び加熱ローラ軸受６２１などの非対向支持部材保持手段を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、非対向支持部材と対向支持部材との間の平行度を向上させ、その平行度の悪化によるベルト蛇行の発生を抑制することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、前記駆動ローラ保持手段、前記対向支持部材保持手段及び前記非対向支持部材保持手段は、駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて駆動ローラと非対向支持部材と対向支持部材とを共通保持部材６６４などの一体部品で保持するように構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、別体部品でそれぞれ保持する場合に比べて駆動ローラと対向支持部材と非対向支持部材との間の平行度を向上させ、その平行度の悪化によるベルト蛇行の発生をより確実に抑制することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて駆動ローラと非対向支持部材と対向支持部材とを保持する１組の共通保持部材６６４などの一体部品は、互いに同一形状の部品である。これによれば、上記実施形態について説明したように、保持部材の精度のばらつきによる駆動ローラと対向支持部材と非対向支持部材との間の平行度の悪化を抑制し、その平行度の悪化によるベルト蛇行の発生をより確実に抑制することができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、前記駆動ローラ保持手段及び前記対向支持部材保持手段は、駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて駆動ローラと対向支持部材とを共通保持部材６６３などの一体部品で保持するように構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、別体部品でそれぞれ保持する場合に比べて駆動ローラと対向支持部材との間の平行度を向上させ、その平行度の悪化によるベルト蛇行の発生をより確実に抑制することができる。
（態様Ｆ）
上記態様Ｅにおいて、駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて駆動ローラと対向支持部材とを保持する１組の共通保持部材６６３などの一体部品は、互いに同一形状の部品である。これによれば、上記実施形態について説明したように、保持部材の精度のばらつきによる駆動ローラと対向支持部材との間の平行度の悪化を抑制し、その平行度の悪化によるベルト蛇行の発生をより確実に抑制することができる。
（態様Ｇ）
上記態様Ａ乃至Ｆのいずれかにおいて、ベルトに所定の当接圧で当接しベルトに張力を印加するテンションローラ６８３などの張力印加部材を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルトに張力を印加することで、ベルトを安定駆動させ、ベルト蛇行をより確実に抑制することができる。
（態様Ｈ）
上記態様Ｇにおいて、前記張力印加部材は板バネ６８５である。これによれば、上記実施形態について説明したように、熱容量が小さい板バネを用いることにより、省エネ性に優れる。
（態様Ｉ）
上記態様Ｈにおいて、前記板バネの当接圧を、ベルトの幅方向における中央より両端側を大きくする。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルト蛇行をより確実に抑制できる。
（態様Ｊ）
上記態様Ａ乃至Ｉいずれかにおいて、前記駆動ローラ保持手段は、駆動ローラの軸方向の端部をＣ字型のすべり軸受で保持するように構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、Ｏ字型のものより体積が小さいＣ字型のすべり軸受を用いることにより、材料費が低減でき、低コスト化を図ることができる。
（態様Ｋ）
上記態様Ａ乃至Ｊのいずれかにおいて、駆動ローラの軸方向における一方の端部に設けられたギヤのピッチ円半径をｒとし、駆動ローラのベルトに接触する部分の半径をＲとしたとき、ｒ＞０．１×Ｒを満たす。これによれば、上記実施形態について説明したように、駆動ローラの軸受がＯ字型の軸受でない場合でも、駆動ローラの回転軸心の位置が変化しないように駆動ローラの軸方向の端部を保持することができる。
（態様Ｌ）
上記態様Ａ乃至Ｋのいずれかにおいて、前記対向支持部材は、ベルトが蛇行しないようにベルトの幅方向における両端部を規制する蛇行規制部６３２などの規制部を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルト寄りを発生させるニップの近くでベルトの幅方向における両端部を規制できるため、ベルト幅方向におけるベルト寄りを効果的に抑制できる。
（態様Ｍ）
上記態様Ａ乃至Ｌのいずれかにおいて、前記対向支持部材は、ベルトが内側に座屈するのを防止する座屈防止部を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルト幅方向にベルトが寄ったときにベルトの端部の座屈による破損を回避できる。
（態様Ｎ）
上記態様Ａ乃至Ｍのいずれかにおいて、前記ベルトの基材は樹脂であり、前記対向支持部材の材質は、ガラス無しのＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂又はＰＡＩ（ポリアミドイミド）樹脂である。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルトの基材をＰＩ（ポリイミド）などの樹脂にすることで金属のベルトよりコストダウンを図ることができる。また、対向支持部材の材質をガラス無しのＰＰＳ樹脂又はＰＡＩ樹脂にすることで、対向支持部材がベルトと摺動してもベルトを傷つけにくいので、より長寿命化を図ることができる。
（態様Ｏ）
上記態様Ａ乃至Ｎのいずれかベルト装置を備え、画像が形成された記録媒体をベルトと駆動ローラとが互いに圧接するニップを通過させて記録媒体上の画像を定着させる定着装置６である。これによれば、上記実施形態について説明したように、ベルトの支持部材で支持されている部分の外周面と駆動ローラとが接するニップに所定の圧接力を発生させることができる。しかも、駆動ローラの一端部に回転駆動力を伝達することによるベルトの蛇行をより確実に防止できる。
（態様Ｐ）
上記態様Ｏにおいて、ベルトに所定の当接圧で当接しベルトに張力を印加する板バネ６８５を備え、その板バネ６８５をベルトの画像の定着に用いられない非定着面に当接させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、板バネが定着面に当接した時に発生するベルト傷による異常画像の発生を抑制できる。
（態様Ｑ）
用紙などの記録媒体に対して画像を形成するプロセスカートリッジ２などの画像形成部と、画像形成部で形成された記録媒体上の画像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、前記定着手段として、上記態様Ｏ又はＰの定着装置６を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、定着ニップに所定の圧接力を発生させるとともに、その定着ニップでベルトに対向する駆動ローラの一端部に回転駆動力を伝達することによるベルトの蛇行をより確実に防止できる。
（態様Ｒ）
上記態様Ｑにおいて、定着装置６は、画像形成装置本体に対して着脱可能である。これによれば、上記実施形態について説明したように、定着装置を容易に交換できる。
（態様Ｓ）
上記態様Ｑ又はＲにおいて、前記画像形成部は、外添剤としてオイル含有シリカを含むトナーを用いて記録媒体上に画像を形成する。これによれば、上記実施形態について説明したように、定着装置における定着性を向上させることができる。

１ 書込装置
２ プロセスカートリッジ
３ 一次転写ユニット
４ 給紙ユニット
５ 二次転写ユニット
６ 定着ユニット
６１ ヒータ
６２ 加熱ローラ
６２１ 加熱ローラ軸受
６３ 定着パッド
６３１ ニップ形成部
６３２ 蛇行規制部
６３３ 座屈防止部
６４ 定着ステー
６４１ 定着ステー保持部材
６５ 定着ベルト
６６ 加圧ローラ
６６１ 加圧ローラ軸受
６６２ 加圧ギヤ
６６３ 共通保持部材
６６４ 共通保持部材
６７ 定着フレーム
６７１ ステー保持穴
６７２ 加圧保持穴
６７３ 加熱保持穴
６７４ テンションローラ保持穴
６８ 加圧レバー
６８１ 加圧レバー支点
６８２ 加圧バネ
６８２１ ベルトテンションバネ
６８３ テンションローラ
６８４ テンションローラ保持部材
６８５ 板バネ
６９１ アイドラギヤ
６９２ アイドラギヤ
７ 排紙ローラ
Ａ 加圧ローラ回転方向
Ｂ 定着ベルト回転方向
Ｃ 加圧ローラ移動方向
Ｄ 加熱ローラ移動方向
Ｅ 駆動力方向
Ｆ 定着荷重印加方向
Ｇ ギヤ位置
Ｈ パッド移動方向
Ｊ テンションローラ移動方向
Ｎ 摩擦力
Ｒ 加圧ローラ径
ｒ 加圧ギヤピッチ円半径
Ｔ 加圧ローラ駆動トルク
θ 駆動力角度
μ ベルト−パッド摩擦係数

特開２０１３−０５７７０８号公報

Claims (17)

1. 複数の支持部材に回転可能に支持されたベルトと、前記ベルトを挟んで前記複数の支持部材のいずれかに対向するように設けられ軸方向における一方の端部に回転駆動力が伝達される駆動ローラと、を備えたベルト装置であって、
   前記複数の支持部材のうち前記駆動ローラに対向する対向支持部材との距離方向に該駆動ローラの回転軸心の位置が変化しないように該駆動ローラの軸方向の端部を保持する駆動ローラ保持手段と、
   前記対向支持部材を該駆動ローラとの距離方向に進退移動可能に保持する対向支持部材保持手段と、
   前記対向支持部材を前記駆動ローラに向かう方向に付勢する付勢手段と、を備え、
   前記複数の支持部材のうち前記駆動ローラに対向しない非対向支持部材は、回転可能なローラ形状を有する部材であり、
   前記非対向支持部材の回転軸心の位置が変化しないように該非対向支持部材の軸方向の端部を保持する非対向支持部材保持手段を備え、
   前記駆動ローラ保持手段、前記対向支持部材保持手段及び前記非対向支持部材保持手段は、前記駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて該駆動ローラと前記非対向支持部材と前記対向支持部材とを一体部品で保持するように構成したことを特徴とするベルト装置。
2. 請求項１のベルト装置において、
   前記駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて該駆動ローラと前記非対向支持部材と前記対向支持部材とを保持する１組の一体部品は、互いに同一形状の部品であることを特徴とするベルト装置。
3. 複数の支持部材に回転可能に支持されたベルトと、前記ベルトを挟んで前記複数の支持部材のいずれかに対向するように設けられ軸方向における一方の端部に回転駆動力が伝達される駆動ローラと、を備えたベルト装置であって、
   前記複数の支持部材のうち前記駆動ローラに対向する対向支持部材との距離方向に該駆動ローラの回転軸心の位置が変化しないように該駆動ローラの軸方向の端部を保持する駆動ローラ保持手段と、
   前記対向支持部材を該駆動ローラとの距離方向に進退移動可能に保持する対向支持部材保持手段と、
   前記対向支持部材を前記駆動ローラに向かう方向に付勢する付勢手段と、を備え、
   前記駆動ローラ保持手段及び前記対向支持部材保持手段は、前記駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて該駆動ローラと前記対向支持部材とを一体部品で保持するように構成し、
   前記駆動ローラの長手方向の両端部それぞれにおいて該駆動ローラと前記対向支持部材とを保持する１組の一体部品は、互いに同一形状の部品であることを特徴とするベルト装置。
4. 請求項３のベルト装置において、
   前記複数の支持部材のうち前記駆動ローラに対向しない非対向支持部材は、回転可能なローラ形状を有する部材であり、
   前記非対向支持部材の回転軸心の位置が変化しないように該非対向支持部材の軸方向の端部を保持する非対向支持部材保持手段を備えたことを特徴とするベルト装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかのベルト装置において、
   前記ベルトに所定の当接圧で当接し該ベルトに張力を印加する張力印加部材を備えたことを特徴とするベルト装置。
6. 請求項５のベルト装置において、
   前記張力印加部材は板バネであることを特徴とするベルト装置。
7. 請求項６のベルト装置において、
   前記板バネの当接圧を、前記ベルトの幅方向における中央より両端側を大きくしたことを特徴とするベルト装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかのベルト装置において、
   前記駆動ローラ保持手段は、前記駆動ローラの軸方向の端部をＣ字型のすべり軸受で保持するように構成したことを特徴とするベルト装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかのベルト装置において、
   前記駆動ローラの軸方向における一方の端部に設けられたギヤのピッチ円半径をｒとし、該駆動ローラの前記ベルトに接触する部分の半径をＲとしたとき、
   ｒ＞０．１×Ｒ
   を満たすことを特徴とするベルト装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかのベルト装置において、
    前記対向支持部材は、前記ベルトが蛇行しないように該ベルトの幅方向における両端部を規制する規制部を有することを特徴とするベルト装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかのベルト装置において、
    前記対向支持部材は、前記ベルトが内側に座屈するのを防止する座屈防止部を有することを特徴とするベルト装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかのベルト装置において、
    前記ベルトの基材は樹脂であり、
    前記対向支持部材の材質は、ガラス無しのＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂又はＰＡＩ（ポリアミドイミド）樹脂であることを特徴とするベルト装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれかのベルト装置を備え、画像が形成された記録媒体を前記ベルトと前記駆動ローラとが互いに圧接するニップを通過させて該記録媒体上の画像を定着させることを特徴とする定着装置。
14. 請求項１３の定着装置において、
    前記ベルトに所定の当接圧で当接し該ベルトに張力を印加する板バネを備え、
    前記板バネを前記ベルトの前記画像の定着に用いられない非定着面に当接させたことを特徴とする定着装置。
15. 記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部で形成された前記記録媒体上の画像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、
    前記定着手段として、請求項１３又は１４の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１５の画像形成装置において、
    前記定着装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１５又は１６の画像形成装置において、
    前記画像形成部は、外添剤としてオイル含有シリカを含むトナーを用いて、前記記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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